图解时间简史:全新升级版(新版)

导读 霍金和他的理论 轮椅上的“宇宙之王” 奇点定理 黑洞不黑 从《时间简史》到《大设计》 霍金脑中的宇宙诞生及未来 **章 我们的宇宙图像 人类认识宇宙，从“看星星”开始 与生产生活密切相关的天象观测 从星占学家到球形大地 宇宙地心说 日心说出炉 开普勒三大定律 布鲁诺相信，宇宙没有中心 牛顿引力理论表明，宇宙不可能静止 在某一个有限时刻，宇宙开端了 星系是遍布宇宙的庞大星星“岛” 神秘天河中藏着无数恒星 星系“类型秀” 星系群—星系团—超星系团 美丽的仙女座和猎犬座星云 扁平圆盘状的银河系 广袤银河中，人类居住在太阳系 超新星爆炸事件 河外星系的发现 以光年为标尺，量一量宇宙中的“超远”距离 丈量宇宙的标尺 宇宙“量天尺”——造父变星 星系大小和间距 从太阳到比邻星 我们知道宇宙在膨胀，却弄不懂金字塔 哈勃的观测 望远镜中的宇宙 金字塔之谜 虚空中的巨大空洞和宇宙长城 迈向明天的宇宙学 第二章 空间和时间 就算物质都毁灭，时间和空间依然相互独立存在 羽毛和铁块为何同时落地 牛顿的引力定律 无论怎么测量，光速数值始终不变 绝对时间和绝对空间 牛顿的困惑 一切都是相对的，时间和空间是相结合的 光的媒介是像风一样的以太吗 抛弃以太——光速是恒定的常数 被终结的绝对时间 无论何时何地，物理法则永远不变 没有绝对的同时 从四维空间里，找出你的时空坐标系 引力折弯光线，形成弯曲的时空 太阳熄灭是8分钟之前的事情 光会被引力场折弯 变慢的时间 双生子吊诡的真相 第三章 膨胀的宇宙 星系不断远离，宇宙时刻膨胀 星系正以百万千米的时速“逃离”银河系 用光的波长和颜色来观测远去的恒星 多普勒效应 红移表明星系确实在远离我们 越远的星系“逃离”的速度越快 膨胀的宇宙 如何观测更远的星系 由密集状态开始的巨大爆炸 大爆炸理论的证据 热辐射：真空中唯一的传热方式 星系远离，说明我们在宇宙的中心吗 弗里德曼的宇宙膨胀模型 空间到底是怎样膨胀的 宇宙会永远膨胀下去吗 大爆炸或者时间，有一个开端 暗物质和暗能量 热寂说和大坍塌 大爆炸的奇点 稳恒态宇宙模型 奇点定理：在时间上，宇宙必须有一个开端 第四章 不确定性原理 一切都不确定，包括宇宙模型 牛顿引力论：上帝提供了宇宙运转的“**推动力”吗 荒谬的科学决定论 瑞利-金斯公式 普朗克的量子假设 用光来确定粒子的位置和速度 上帝是掷骰子的 同一时刻，一个电子竟会通过两条缝隙 波粒二重性 粒子的干涉现象 经典理论预言，原子会坍缩 玻尔发现原子并不会坍缩 理查德·费曼的贡献 如何协调量子力学和广义相对论 上帝需要掷几次骰子，才出现地球生命 量子力学的作用 对黑洞和大爆炸来说，量子力学不可或缺 第五章 基本粒子和自然的力 一层一层“隐藏”在物质中的粒子 物质的构成 原子的内部结构 质子和中子 构成质子和中子的更小微粒 粒子不但能自己旋转，还有“反面” 粒子加速器 粒子的自旋性 自旋的重大贡献 反粒子 虚粒子 微小粒子间的四种“强大”力 很弱但无处不在的引力 比引力强得多的电磁力 不容易被发现的弱核力 四种基本力中*强的强核力 把四种力统一起来？有点难 电磁力 弱核力 强核力 大统一理论的检验 夸克多于反夸克 不服从T对称的早期宇宙 第六章 黑洞到底黑不黑 恒星的生命终结=黑洞的诞生 黑洞——捕获光线的终极恒星 恒星的生命历程 昌德拉塞卡极限 恒星的*终命运 奥本海默的贡献 黑洞的形成 检测黑洞犹如在煤库里找黑猫 事件视界与奇点 黑洞的形状 *终的稳态 黑洞的检测 不会“变小”的黑洞 从黑洞旁的“虚空”中，发射出了粒子 热力学第二定律 “搞例外”的黑洞 黑洞是否具有熵 宇宙诞生之初的黑洞“鼻祖” 白热的太初黑洞 太初黑洞的观测 被撕裂的航天员可以“循环再生” 第七章 宇宙的起源和命运 膨胀宇宙中，星系如何形成 热大爆炸模型 作用特殊的中微子 炙热状态后，氦核形成了 膨胀之后的坍缩 生命存在的根源和方式 生命的形成 混沌边界条件 人存原理 解决诸多难题的理论：暴胀宇宙 无法想象的急剧膨胀 暴胀的原因和运用 宇宙处于一个巨大的泡泡之中吗 探寻暴胀的证据 宇宙没有边界，不被创生不被消灭 虚时间和欧几里得时空 弯曲时空的行为——宇宙的量子态 宇宙没有边界，它不被创生也不被消灭 实时间和虚时间中不同的宇宙历史 宇宙背景探险者卫星COBE的重要发现 第八章 时间箭头 探索时间的真相 我们记住的总是过去而不是将来 三种不同的时间箭头 如何区分过去和未来 时间的方向=越来越无序的状态 熵增大法则 我们对时间的感知由热力学时间箭头决定 从宇宙演化看热力学时间箭头的存在 倒退着生活，在出生之前就已死去了吗 早期宇宙的状态“孕育”了时间箭头 膨胀的证据 早期宇宙处于极低的熵状态 薛定谔的猫：生物赖负熵为生 从熵的角度来看进化 可以区分过去和未来的奇点理论 第九章 虫洞和时间旅行 理论上，我们可以做时间旅行 我们真的能前往过去和未来吗 旋转 卷曲的宇宙：时间旅行的前提 在旋转中变化而又充满力量的黑洞内外时空 旋转黑洞即是时光隧道吗 虫洞是宇宙中“瞬间转移”的时空隧道 逆时旅行的瓶颈：打不破的光速壁垒 虫洞——宇宙中“瞬间转移”的工具 如何让时空卷曲 时光机器的制造原理 怎样用宇宙绳制造时光机器 大爆炸产生了无数充斥宇宙的“绳子” 宇宙创生时，旧真空和新真空相互转化了 宇宙绳周围的时空，具有不可思议的性质 用宇宙绳制造时光机器 你能回到过去，但无法改变历史 为何没有来自未来的时间旅行者 解决时间旅行的佯谬 微观尺度下的时间旅行 宏观尺度下的时间旅行 第十章 物理学的统一 我们在寻找宇宙终极定律 自然终极定律 广义相对论和量子力学的结合 将引力和其他力结合起来的*佳办法 有可能成为大一统理论的弦理论 弦理论的出炉 十维或者二十六维时空是科学幻想吗 为何我们只能感受到四维 自然只挑选了适合生命诞生的弦理论 科学的终极胜利是“认识上帝” 三种关于统一理论的可能 无法确定的终极理论 无厘头的龟理论和数学化的超弦理论 当“灵魂”遭遇科学决定论 统一理论背后，是谁在操控 哲学 科学=每个人都能知道上帝的精神 附录一：不可不知的物理名词